Кадыролдина Альбина ТалапжановнаНаименование конкурса в рамках которого реализуется проект: Конкурс на грантовое финансирование для  молодых ученых по научным и (или) научно-техническим   проектам на 2022-2024 годы

Руководитель проекта - Кадыролдина Альбина Талапжановна, Ph.D. «Автоматизация и управление»

Идентификаторы:

Исследовательская группа проекта

№ ФИО Должность по проекту Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили
 1 Кадыролдина Альбина Талапжановна Руководитель Scopus: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57202922020.
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5572-4792.
2 Құсайын-Мұрат Әсел  Түгелбайқызы Старший  научный сотрудник Scopus: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57207456820.
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6867-6638.
3 Жилкашинова Альмира Михайловна Старший научный сотрудник Scopus: 55890420000.
ResearcherID: P-5882-2017.
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0948-2280.
4 Прохоренкова Надежда Валерьевна Старший научный сотрудник Scopus: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=54405790700.
Молодые ученые (до 40 лет + обучающие (Студенты, магистранты))
№ ФИО Должность по проекту  Идентификаторы (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, если имеются) и ссылки на соответствующие профили  Примечание (ППС, студент, магистрант, доктарант)
1

Назенова Гаухар Мырзабекқызы

 Младший  научный сотрудник ORCID https://orcid.org/0000-0002-5415-094X Докторант PhD, Специальность «Автоматизация и управление»
2 Хожанов Александр Рафаэльевич Младший  научный сотрудник https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57220782525
ORCID https://orcid.org/0000-0002-3298-6359		 Докторант PhD, Специальность «Техническая физика»
3 Оразова Арайлым Жанболаткызы Младший  научный сотрудник   Докторант PhD, Специальность «Автоматизация и управление»
4 Толыкбаева Марал Бакыткановна Младший  научный сотрудник   Докторант PhD, Специальность «Автоматизация и управление»
5 Аильбаева Асия Сериковна Инженер    
6 Токмин Максим Евгеньевич Инженер   ППС

 

Аннотация проекта

Исследование направлено на решение проблемы эффективного управления роботом-манипулятором, выполняющим операции 3D сканирования и термическое плазменное напыление  функциональных покрытий. Предполагается, что применение новых алгоритмов управления роботом-манипулятором позволит обеспечить робастность системы, значительно увеличить скорость прохождения заданной траектории и в целом эффективность процессов 3D сканирования и напыления многослойных (аддитивных) покрытий. Вторая проблема, которую решит этот проект – это получение многослойных покрытий с заданной структурой и свойствами, пригодными для использования в медицине (из биосовместимых материалов) либо в машиностроении (защитные покрытия).

Основными подходами к проведению исследований выбраны: литературно-патентный поиск и анализ информации, математическое компьютерное моделирование,  тестирование и корректировка разработанных моделей и алгоритмов в программах - симуляторах, натурный эксперимент: тестирование алгоритмов управления роботом-манипулятором на опытном производственном участке микроплазменного напыления покрытий, исследование структуры и свойств напыленных покрытий методами электронной микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа, механических испытаний.

Целью проекта является разработка научных основ аддитивной технологии роботизированного микроплазменного напыления покрытий с фокусом на создании новых алгоритмов управления роботом-манипулятором для выполнения 3D сканирования и аддитивного микроплазменного напыления функциональных покрытий.

 

Ожидаемые и достигнутые результаты проекта:

Год Полученные результаты по исследованию.
Публикации (со ссылками на них) и патенты; информация для потенциальных пользователей.

2022 год

Разработаны и протестированы в программах-симуляторах новые алгоритмы управления роботом-манипулятором. Разработан новый адаптивный алгоритм синтеза системы управления роботом-манипулятором методом компенсации динамики объекта и возмущений, применимый̆ для одно- и многомерных объектов управления, в которых количество регулируемых переменных равно количеству управляющих воздействий̆.
Проведено тестирование новых алгоритмов управления в программе-симуляторе VisSim, чтобы улучшить характеристики управления. Провели ряд расчетов, начиная от параметрической̆ идентификации объекта управления до выявления показателей̆ качества системы.
Подготовлен план роботизированного напыления покрытия с использованием матрицы факторного эксперимента.
Выполнено научное обоснование выбора материалов и композиции, параметров аддитивного напыления покрытий.
Опубликовано 3 статьи в рецензируемом отечественном издании, рекомендованном КОКСОН - Вестник ВКТУ им. Д.Серикбаева:

  • Adaptive Control Of Robot Manipulators - A Brief Review Of Recent Advances. Авторы: M.B. Tolykbayeva, A.T. Kadyroldina, A.T. Kussaiyn-Murat, А.L. Krasavin, G.М. Nazenova, О.B. Ospanov, А.М. Маlgazhdarova, D.L. Аlontseva. //«Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева», 2022 год, №4, стр. 233-242.  DOI 10.51885/1561-4212_2022_4_233
  • Нелинейное управление роботами-манипуляторами -  краткий обзор последних достижений. Авторы: A.Ж. Оразовa,  A.T. Кадыролдина , М.Б. Толыкбаева, А.Л. Красавин, Д.Л. Алонцева//«Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева», 2022 год, №3, стр. 182-189. DOI 10.51885/1561-4212_2022_3_182
  • Development of new control algorithms for a robotic arm equipped with a 3D scanning or machine vision system. Авторы: A.T. Kadyroldina, A.Zh. Orazova, A.L. Krasavin, I.G. Kazantsev, I.A. Dyomina. D.L. Alontseva //«Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева», 2022 год, №1, стр. 39-59.  DOI 10.51885/1561-4212_2022_1_39

Были представлены 2 доклада на английском языке на 2-ух международных конференциях с представлением тезисов докладов на вебсайтах конференций:

  • A new laser stripe detection algorithm for 3D scanning applications. Международный симпозиум Applied Informatics and Related Areas, AIS, ноябрь 2022, г. Секешфехервар, Венгрия. 
  • Application of Scanning Electron Microscopy to Characterize Biocompatible Microplasma Spray Coatings with Controlled Porosity. Международный конгресс  Advances in Applied Physics & Materials Science (APMAS 2022), октябрь 13-19, 2022, Турция. http://www.apmascongress.org/.

Создана веб-страница на сайте университета с указанием краткой информации о проекте. 
Написан промежуточный научный отчет.

2023 год

Протестированы на реальных объектах алгоритмы управления роботом для технологий 3D сканирования. Алгоритм управления сканированием включает: 1) Определение координат рабочего инструмента робота (датчика), 2) опрос датчика; 3) считывание текущих координат по схеме запрос - получение ответа; 4) перемещение датчика в следующую точку. Связь с контроллером робота-манипулятора осуществляется через COM порт компьютера по интерфейсу RS-232, а для интерфейса с датчиком используется преобразователь RS-485 - USB.
Получено 1 свидетельство ИС РК на регистрацию программы для ЭВМ под названием: «Восстановление поверхности по данным сканирования» Кадыролдина А.Т., Құсайын-Мұрат Ә.Т., Толыкбаева М.Б. №38548 от 21 августа 2023г.
По результатам исследования опубликована 1 (одна) обзорная статья в рецензируемом отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО, а именно в журнале «Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева»: Tolykbayeva M.B., Kadyroldina* A.T., Kussaiyn-Murat A.T., Krasavin А.L., Nazenova G.М., Ospanov О.B., Маlgazhdarova А.М., Аlontseva D.L. Adaptive Control оf Robot Manipulators - A Brief Review of Recent Advances //«Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева» №4, 2022, стр. 233-242. DOI 10.51885/1561-4212_2022_4_233
Опубликована  1 (одна) исследовательская статья в журнале Materials Science-Poland Scopus: Cite Score (2022) 1.7. Процентиль 36% #7404/631 Mechanical Engineering https://www.scopus.com/sourceid/21055 Kadyroldina A. et al. Microplasma spraying of hydroxyapatite coatings on additively manufactured titanium implants with trabecular structures, Materials Science-Poland vol.40, no.4, 2022, pp.28-42. DOI: https://doi.org/10.2478/msp-2022-0043 

Были представлены 3 доклада на английском языке на 3-х международных конференциях с представлением/публикацией тезисов докладов на вебсайтах конференций:

  • М.Б. Толыкбаева, Ә.Т. Құсайын-Мұрат, А.Л. Красавин, Д.Л. Алонцева, А.Т. Кадыролдина. Адаптивное управление двухзвенным роботом-манипулятором. Международная конференция в честь 65-летия образования ВКТУ имени Д. Серикбаева «Computational and Information Technologies in Science, Engineering and Education (CITech-2023), 2– 3 октября, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
  • A. Kadyroldina, D.Alontseva, A.Khozhanov, S. Voinarovych, S.Kaliuzhnyi. Development of Additive Technology for Robotic Microplasma Spraying of Biocompatible Coatings. 13th International Advances in Applied Physics & Materials Science Congress & Exhibition (APMAS 2023) 11-17 October 2023, pp 134-135.
  • A.Krasavin, Tolykbayeva M.B., A.Kussaiyn-Murat,  A.Kadyroldina, D.Alontseva. Surface restoration based on scanning data. 18th International Symposium on Applied Informatics and Related Areas, AIS, Óbuda University November 16, 2023 Székesfehérvár, Hungary

Защищена 1 диссертация, защита состоялась 15 декабря 2023 года, ссылка на объявление: https://www.gov.kz/memleket/entities/quality/documents/details/551399?lang=ru

2024 год